The invention discloses a UAV navigation satellite deception detection method for power inspection, which comprises the following steps: UAV via satellite navigation sensor with obtaining navigation position information by an acceleration sensor and a compass sensor for UAV real flight direction; flight direction comparison navigation position information and the UAV real flight direction is consistent, inconsistent, UAV satellite navigation by spoofing attack; image feature matching algorithm, UAV camera captured images based on the comparison of the direction and distance of the UAV and the satellite navigation and sensor, inconsistent, UAV satellite navigation by spoofing attack; through satellite navigation and communication delay two to determine the distance between an UAV and the ground, for comparing the two ways of the distance The difference value is used to judge whether the difference is in the range of error, and this method has the characteristics of energy saving and high efficiency for the comprehensive detection of the satellite navigation signal deception.
【技术实现步骤摘要】
一种面向电力巡检的无人机卫星导航欺骗检测方法
本专利技术属于通信
,特别涉及一种面向电力巡检的无人机卫星导航欺骗检测方法。
技术介绍
近年来,全球无人机市场发展迅猛,无人机也被应用到了各行各业,在电力巡检行业无人机的应用,大大提高了电力巡检的效率和准确度。无人机电力巡检的主要内容大到违章树木、违章建筑、混凝土杆、铁塔、变电设备等,小到防震锤、拉线、线夹、连接器、瓷瓶、弹簧销等,面向电力巡检的无人机大多都采用卫星导航来进行定位和路径规划,攻击者若利用卫星导航信号欺骗攻击来劫持和诱导无人机,使无人机撞上电力设备,可能会造成严重的后果。目前,现有技术的无人机卫星导航欺骗检测方法,基于场景特征及位置信息进行反卫星导航欺诈,例如,CN105021190A公开一种反卫星导航欺诈的方法以及基于该方法的无人系统,其专利采用的欺骗检测算法较为单一,只采用了载波相位双差欺骗检测技术,在最新的研究报告中,有研究者已经提出若已知无人机天线角度信息,攻击者可以通过调整信号强度以及发射天线姿态来达到绕过该检测的目的,从而造成安全隐患,而且,需要提前存储特征点信息,对无人设备的存储要求以及正常使用前的初始化要求较高,需要预先存储大量的特征点,同时多个步骤的不同方案的检测使得攻击者几乎不能绕过。
技术实现思路
现有技术中无人机欺骗检测算法较为单一,计算不准确,且需要预先存储大量的特征点,同时多个步骤的不同方案的检测使得攻击者几乎不能绕过,为解决上述技术问题,本专利技术公开一种面向电力巡检的无人机卫星导航欺骗检测方法,综合检测,准确检测出无人机飞行欺骗,很难被绕过,而且对设备使用前的初始 ...
【技术保护点】
一种面向电力巡检的无人机卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S01,无人机通过自带的卫星导航传感器获取导航位置信息,通过加速度传感器和指南针传感器获取无人机真实飞行方向;步骤S02,比较步骤S01所述的导航位置信息的飞行方向和无人机真实飞行方向是否一致,如果一致,进入步骤S03,否则,则判定无人机卫星导航受到欺骗攻击;步骤S03,基于图像特征匹配算法匹配无人机摄像头拍摄到的图片,建立机体坐标系、摄像头坐标系、图像平面坐标系和地面坐标系,根据图像特征点的移动计算出出无人机的飞行方向和距离,并与卫星导航传感器获得的无人机的方向和距离进行比对,如果比对结果一致,进入步骤S04,否则,则判定无人机卫星导航受到欺骗攻击;步骤S04,通过卫星导航和通信时延两种方式确定无人机和地面之间的距离,对比所述两种方式获取的距离的差值,判断差值是否在误差范围内,如果在误差范围内,无人机飞行正常,否则,则判定无人机卫星导航受到欺骗攻击。
【技术特征摘要】
1.一种面向电力巡检的无人机卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S01,无人机通过自带的卫星导航传感器获取导航位置信息,通过加速度传感器和指南针传感器获取无人机真实飞行方向;步骤S02,比较步骤S01所述的导航位置信息的飞行方向和无人机真实飞行方向是否一致,如果一致,进入步骤S03,否则,则判定无人机卫星导航受到欺骗攻击;步骤S03,基于图像特征匹配算法匹配无人机摄像头拍摄到的图片,建立机体坐标系、摄像头坐标系、图像平面坐标系和地面坐标系,根据图像特征点的移动计算出出无人机的飞行方向和距离,并与卫星导航传感器获得的无人机的方向和距离进行比对,如果比对结果一致,进入步骤S04,否则,则判定无人机卫星导航受到欺骗攻击;步骤S04,通过卫星导航和通信时延两种方式确定无人机和地面之间的距离,对比所述两种方式获取的距离的差值,判断差值是否在误差范围内,如果在误差范围内,无人机飞行正常,否则,则判定无人机卫星导航受到欺骗攻击。2.根据权利要求1所述的一种面向电力巡检的无人机卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,步骤S02具体包括以下步骤:加速度传感器和指南针传感器测量无人机在X轴和Y轴的实际飞行位移坐标为(XK、YK),卫星导航传感器得到的无人机在X轴和Y轴的飞行位移坐标为(XG、YG);实际飞行位移坐标(XK、YK)与x轴的夹角为arctan(YK/XK),通过导航飞行位移坐标(XG、YG)得到导航飞行方向与x轴夹角为arctan(YG/XG);通过比较arctan(YK/XK)与arctan(YG/XG)之差是否超过方向角度误差阈值,超过方向角度误差阈值则判定无人机卫星导航受到欺骗攻击。3.根据权利要求1所述的一种面向电力巡检的无人机卫星导航欺骗检测方法,...
【专利技术属性】
技术研发人员:樊强,彭启伟,罗旺,崔漾,焦群,张天兵,赵高峰,郝小龙,冯敏,夏源,徐长福,王万国,乔银荣,何道敬,
申请(专利权)人:国家电网公司,南京南瑞集团公司,国网江苏省电力公司电力科学研究院,国网山东省电力公司电力科学研究院,华东师范大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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